fbpx

Flexibilné zariadenie by mohlo liečiť stratu sluchu bez batérií

Niektorí ľudia sa so stratou sluchu narodia, iní ju získajú vekom, infekciami alebo dlhodobým vystavením hluku. V mnohých prípadoch sú poškodené drobné chĺpky v slimáku vnútorného ucha, ktoré mozgu umožňujú rozpoznať elektrické impulzy ako zvuk. Ako krok smerom k pokročilému umelému slimákovi, výskumníci v ACS Nano uvádzajú vodivú membránu, ktorá pri implantácii do modelového ucha premieňa zvukové vlny na zodpovedajúce elektrické signály, bez potreby externého napájania.

Keď vláskové bunky vo vnútornom uchu prestanú fungovať, neexistuje spôsob ako zvrátiť poškodenie. V súčasnosti je liečba obmedzená na načúvacie prístroje alebo slimačie implantáty. Tieto zariadenia však vyžadujú externé zdroje napájania a môžu mať problém správne zosilniť reč tak, aby jej používateľ porozumel. Jedným z možných riešení je simulácia zdravých slimáčich chĺpkov a premena hluku na elektrické signály spracované mozgom ako rozpoznateľné zvuky.

Aby to dosiahli, predchádzajúci výskumníci skúšali piezoelektrické materiály s vlastným pohonom, ktoré sa nabíjajú keď sú stlačené tlakom, ktorý sprevádza zvukové vlny a triboelektrické materiály, ktoré pri pohybe týmito vlnami produkujú trenie a statickú elektrinu. Zariadenia sa však nedajú ľahko vyrobiť a nevytvárajú dostatok signálu na frekvenciách, ktoré sa podieľajú na ľudskej reči. Yunming Wang a kolegovia teda chceli jednoduchý spôsob, ako vyrobiť materiál, ktorý využíva kompresiu aj trenie pre akustické snímacie zariadenie s vysokou účinnosťou a citlivosťou v širokom rozsahu zvukových frekvencií.

Na vytvorenie piezo-triboelektrického materiálu výskumníci zmiešali nanočastice titaničitanu bárnatého, potiahnuté oxidom kremičitým do vodivého polyméru, ktorý vysušili do tenkého, flexibilného filmu. Potom odstránili škrupiny oxidu kremičitého alkalickým roztokom. Tento krok za sebou zanechal špongiovitú membránu s priestormi okolo nanočastíc, čo im umožnilo tlačiť sa, keď ich zasiahnu zvukové vlny. V testoch výskumníci ukázali, že kontakt medzi nanočasticami a polymérom zvýšil elektrický výkon membrány o 55% v porovnaní s pôvodným polymérom.

Keď vložili membránu medzi dve tenké kovové mriežky, akustické snímacie zariadenie vytvorilo maximálny elektrický signál pri 170 hertzoch, čo je frekvencia v rozsahu hlasov väčšiny dospelých. Nakoniec výskumníci implantovali zariadenie do modelového ucha a prehrali hudobný súbor. Nahrali elektrický výstup a previedli ho do nového zvukového súboru, ktorý vykazoval výraznú podobnosť s pôvodnou verziou. Vedci tvrdia, že ich samonapájacie zariadenie je citlivé na široký akustický rozsah potrebný na počutie väčšiny zvukov a hlasov

Zdroj: nano-magazine,com,  http://fumacrom.com/2jgKl

Vývoj najmenšieho ozubeného kolesa na svete

Stále menšie a zložitejšie – bez miniaturizácie by sme dnes nemali komponenty, ktoré sú potrebné pre vysokovýkonné notebooky, kompaktné smartfóny alebo endoskopy s vysokým rozlíšením. V súčasnosti prebieha výskum v nanoúrovni na spínačoch, rotoroch alebo motoroch,...

Nový magnetický fenomén s priemyselným potenciálom

Skúmanie sveta veľmi, veľmi malého je pre fyzikov krajinou zázrakov. V tejto nanoúrovni, kde sa študujú materiály tenké ako 100 atómov, sa objavujú úplne nové a neočakávané javy. Príroda sa tu prestáva správať spôsobom, ktorý je predvídateľný makroskopickým zákonom...

Autonómne nanostroje inšpirované prírodou

Lekárski výskumníci UNSW, inšpirovaní spôsobom interakcie molekúl v prírode, konštruujú všestranné stroje v nano rozmeroch, aby umožnili ich väčší funkčný rozsah. Aby odolali náročným podmienkam v živých organizmoch, molekulárne stroje musia byť trvalo skonštruované...

Nové modelovanie magnetickými nanočastícami

Výskumníci zo Štátnej univerzity v Severnej Karolíne vyvinuli nový výpočtový nástroj, ktorý používateľom umožňuje vykonávať simulácie multifunkčných magnetických nanočastíc v bezprecedentných detailoch. Tento pokrok pripravuje pôdu pre novú prácu zameranú na vývoj...

Diaľkové ovládanie pre funkčné materiály

Intenzívna stredná infračervená excitácia sa ukázala ako výkonný nástroj na riadenie magnetických, feroelektrických a supravodivých vlastností zložitých materiálov. Nelineárna fononika je kľúčom k tomuto cieľu, pretože vytláča špecifické atómy z ich rovnovážnych...

Hliníkové nanočastice pre efektívnu tvorbu vodíka

Hliník je vysoko reaktívny kov, ktorý dokáže odstraňovať kyslík z molekúl vody a vytvárať plynný vodík. Jeho rozšírené použitie vo výrobkoch, ktoré sa namočia, nepredstavuje žiadne nebezpečenstvo, pretože hliník okamžite reaguje so vzduchom a získava povlak oxidu...

Sľubný nový prístup k obnove kostného tkaniva

Za posledných 30 rokov vedecká komunita pracovala na vývoji syntetickej alternatívy kostných štepov na opravu chorých alebo poškodených kostí. Výskumníci z McGill University použili kanadský svetelný zdroj (CLS) na univerzite v Saskatchewane na pokrok v novej metóde...

Drobné elektrické generátory by mohli urýchliť hojenie rán

Drobné obväzy, ktoré generujú elektrinu v reakcii na pohyb, by mohli urýchliť hojenie rán a regeneráciu tkaniva. Vedci z Taiwanu zhodnotili najnovšie pokroky a potenciálne aplikácie technológie hojenia rán v časopise Science and Technology of Advanced Materials....

Grafén môže nahradiť vzácny kov aj v obrazovkách

Výskumníci z Paragraf a Queen Mary University of London demonštrovali úspešnú výrobu organickej svetelnej diódy (OLED) s jednovrstvovou grafénovou anódou, ktorá nahradila ITO v organických diódach vyžarujúcich svetlo. Nová štúdia je publikovaná v časopise Advanced...

Papier Xuan idea pre novú fóliu s vynikajúcimi vlastnosťami

Papier Xuan, je dôležitým nositeľom tradičnej čínskej kaligrafie a maliarskeho umenia. Je tiež vzácnym kultúrnym dedičstvom čínskeho národa. Má viac ako 1500-ročnú históriu a remeselné spracovanie papiera Xuan je zapísané ako súčasť svetového nehmotného kultúrneho...